Моделирование теплового режима термоконтейнера космического аппарата на орбите: Лабораторный практикум, страница 5

Для каждого из этих положений рассматриваются три характерных расчетных случая:

1)       1а (IIа) - энергопотребление N_max, термоконтейнер находится на освещенном участке орбиты ();

2)       1б (IIб) - энергопотребление N_min, термоконтейнер находится на освещенном участке орбиты () (при этом  <  , что практически всегда выполняется);

3)       1в (IIв) - энергопотребление N_min, термоконтейнер нахо¬дится на теневом участке орбиты ().

Алгоритм определения проектных параметров газовой СОТР гермоконтейнера (для тепловой схемы с G = const)

Исходные данные (блок входных данных алгоритма):

1) циклограмма энергопотребления аппаратуры гермоконтейнера N(τ) - см. рис. 2.1;

2)       допустимый диапазон изменения температуры газа в гермоотсеке ;

3)       диаметр гермоконтейнера d;

4)       теплоноситель - азот с теплофизическими характеристи¬ками (при p=10⁵Па, T=293К): с_г=1030Дж/кг; ρ=1,225кг/м³; А.=0,025Вт/(мК); v=15,06·10^-6 м²/c;

5)       параметры круговой орбиты КА:

•         наклонение i;

•         высота H_кр;

•         долгота восходящего узла Ω;

•         дата (N₂₁).

Алгоритм определения проектных параметров включает три расчетных блока:

1)       блок внешнего теплообмена,

2)       блок внутреннего теплового режима гермоконтейнера,

3)       блок определения проектных параметров для трех расчетных случаев 1а, 16, 1в положения 1 (аналогично IIа, IIб, IIв положения II).

Общая блок-схема алгоритма определения проектных пара¬метров представлена на рис. 2.3.

Результатом численной реализации представленного алгоритма для шести характерных расчетных случаев являются следующие параметры СОТР:

1)       расход газового теплоносителя в гермоотсеке G;

2)       поверхность РТО (необходимый диапазон изменения)

3) длина РТО l_РТО = (F_p)_max/πd;

4)       термическое сопротивление ЭВТИ днищ гермоотсека R_Эi;

5)       коэффициент конвективного теплообмена α:

•         в канале РТО;

•         в нагретой зоне гермоотсека;

6)       высота щелевого канала теплоносителя радиационного теплообменника Δh;

7)       коэффициент перекрытия сечения канала РТО K_s .

На основании анализа полученных результатов делается заключение о необходимых условиях обеспечения заданного теплового режима гермоконтейнера КА в орбитальном полете.

Лабораторная работа №4

Определение проектных параметров газожидкостной системы обеспечения теплового режима гермоконтейнера космического аппарата

Схема организации теплообмена и особенности функционирования жидкостного циркуляционного контура СОТР

Рассматриваемая газожидкостная СОТР обеспечивает требуемый температурный диапазон среды гермоконтейнера () с использованием жидкостного контура отвода тепла.

Схема организации теплообмена в гермоконтейнере представлена на рис. 2.4.

Циркулирующий в термоконтейнере газовый теплоноситель воспринимает внутренние тепловыделения аппаратуры и через газожидкостный агрегат передает их в жидкостный контур СОТР (рис. 2.5).

Газожидкостный агрегат 1 осуществляет тепловую связь между средой гермоконтейнера и жидкостным контуром СОТР и обеспечивает передачу внутренних тепловыделений газовой среды в жидкостный контур.

Отвод избыточных тепловыделений из жидкостного контура обеспечивается радиационным теплообменником 2 секционного типа, в качестве которого (как и в схеме с газовой СОТР) используется цилиндрическая поверхность гермоконтейнера. Отличительной особенностью данной схемы РТО является наличие внутренней теплоизоляции и каналов, организующих подвод жидкостного теплоносителя. Целесообразность использования модели двухсекционного РТО обусловлена различными условиями освещенности на орбите двух полуцилиндрических секций РТО. Возможен также вариант применения в качестве РТО специальных радиационных панелей.